View
46
Download
3
Category
Preview:
DESCRIPTION
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES. C) Electrodes : Electrode metàl·lic: Electrode inert: Electrode de gasos:. C) Elèctrodes: Elèctrode metàl·lic: El mateix metall fa d'elèctrode. És el cas de la làmina de Zn i de Cu de la pila Daniell. PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES. C) Elèctrodes: - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
C) Electrodes:1. Electrode metàl·lic:2. Electrode inert:3. Electrode de gasos:
C) Elèctrodes:1. Elèctrode metàl·lic: El
mateix metall fa d'elèctrode. És el cas de la làmina de Zn i de Cu de la pila Daniell.
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
C) Elèctrodes:2. Elèctrode inert: Es tracta d’un elèctrode
format per un element conductor però que no participa de la reacció redox, és a dir, inert com el Platí o el grafit. S’utilitza quan tenim una reacció redox en dissolució. La dissolució conté ions d’un mateix element en diferents estats d’oxidació. Per exemple ions Fe2+ i Fe 3+.oxidació Fe2+(aq) Fe3+(aq) + 1e-Notació Pt Fe 2+ (aq), Fe 3+ (aq) reducció Fe3+(aq) + 1e- Fe2+(aq)Notació Fe 3+ (aq), Fe 2+ (aq) Pt
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
C) Elèctrodes:3. Elèctrode de gasos: Són formats per un
metall inert, com ara el Pt, en contacte amb el gas d’un element no metàl·lic i la dissolució de l’anió corresponent. L'elèctrode de clor n’és un exemple.
Exemple:oxidació 2Cl- (aq) Cl2(g) + 2e-
Notació Pt 2 Cl1-(aq), Cl2 (g) reducció Cl2 (g) + 2e- 2Cl- (aq) Notació Cl2 (g) 2 Cl1-(aq) Pt
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
DIAGRAMA DE PILA:
ÀNODE CÀTODE
1. 1r s’escriu l’espècie que s’oxida a l’ànode.
2. S’indica l’estat físic de les espècies.3. Si l’estat físic de les espècies és el
mateix se separen per una coma.4. Si l’estat físic de les espècies és
diferent se separen per una barra.5. Si es tracta d’un gas o d’una
dissolució se n’especifica entre parèntesi la pressió i la molaritat respectivament.
1. 1r s’escriu l’espècie que es redueix al càtode (excepte si es tracta de gasos)
2. S’indica l’estat físic de les espècies.3. Si l’estat físic de les espècies és el
mateix se separen per una coma.4. Si l’estat físic de les espècies és
diferent se separen per una barra.5. Si es tracta d’un gas o d’una
dissolució se n’especifica entre parèntesi la pressió i la molaritat respectivament.
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
DIAGRAMA DE PILA:
ÀNODE CÀTODE
Exemples:1. Reacció redox entre clor i cadmi. (-) Ànode (oxidació): Cd Cd2+ + 2e-
(+) Càtode (reducció): Cl2 + 2e- 2Cl-
2. Reacció de la pila Daniell.
Cd(s) / Cd2+ (aq) (molaritat) // Cl- (aq) (molaritat) / Cl2 (g) (pressió) (Pt)
Zn(s) / Zn2+ (aq) (1 M) // Cu2+(aq) (1 M) / Cu(s)
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
FORÇA ELECTROMOTRIU D’UNA PILA.Està relacionada amb l’energia que subministra una pila (f.e.m.).
Es mesura amb Volts (V) i es representa amb una e. La fem depèn de les espècies que reaccionen i del les concentracions, pressions i temperatura del sistema. Per conveni definim la fem normal o estàndard com la diferència de potencial que es crea entre els elèctrodes d’una pila a:
- Tª 25 ºC- [espècies]= 1M- Pgasos= 1atm
eºpila = e ºcàtode - eº ànode
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
Potencial de reduccióIndica la tendència d’una espècie a reduir-se. S’utilitza com electròde de referència l’elèctrode d’hidrogen.
eº (H+/H2) = 0
(-) Ànode (oxidació) H2 2H+ + 2e- eº=0
(+) Càtode (reducció) 2H+ + 2e- H2 eº=0
Per tal de determinar els potencials de reducció de totes les espècies muntarem una pila amb l’elèctrode de referència i l’altre elèctrode serà l’altre espècie.
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
POTENCIALES DE REDUCCIÓN
ElectrodoProceso catódico de reducción Eo(volt)
Li+|Li Li + e- = Li -3,045
K+|K K+ + e- = K -2,925
Ca2+|Ca Ca2+ + 2e- = Ca -2,866
Na+|Na Na+ + e- = Na -2,714
Mg2+|Mg Mg2+ + 2e- = Mg -2,363
Al3+|Al Al3+ + 3e- = Al -1,662
Mn2+|Mn Mn2+ + 2e- = Mn -1,179
OH-|H2 (Pt) 2H20 + 2e- = H2 + 2OH- -0,828
Zn2+|Zn Zn2+ + 2e- = Zn -0,763
S2-|S (Pt) S + 2e- = S2- -0,479
Fe2+|Fe Fe2+ + 2e- = Fe -0,44
Cr3+,Cr2+ | Pt Cr3+ + e- = Cr2+ -0,408
Cd2+|Cd Cd2+ + 2e- = Cd -0,403
Tl+|Tl Tl+ + e- = Tl -0,336
Co2+|Co Co2+ + 2e- = Co -0,277
Ni2+|Ni Ni2+ + 2e- = Ni -0,25
Sn2+|Sn Sn2+ + 2e- = Sn -0,136
Pb2+|Pb Pb2+ + 2e- = Pb -0,126
Fe3+|Fe Fe3+ + 3e- = Fe -0,037
H+|H2 (Pt) 2H+ + 2e- = H2 0
Sn4+,Sn2+|Pt Sn4+ + 2e- = Sn2+ 0,15
Cu2+,Cu+|Pt Cu2+ + e- = Cu+ 0,153
Cu2+|Cu Cu2+ + 2e- = Cu 0,336
OH-|O2 (Pt) O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 0,401
Cu+|Cu Cu+ + e- = Cu 0,52
I-|I2 (Pt) I2 + 2e- = 2I- 0,535
Fe3+, Fe2+|Pt Fe3+ + e- = Fe2+ 0,77
Hg22+|Hg Hg22+ + 2e- = 2Hg 0,788
Ag+|Ag Ag+ + e- = Ag 0,799
Hg2+|Hg Hg2+ + 2e- = Hg 0,854
Hg2+, Hg22+| Pt 2Hg2+ + 2e- = Hg22+ 0,919
Br-|Br2 (Pt) Br2 + 2e- = 2Br- 1,066
H+|O2 (Pt) O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 1,229
Tl3+,Tl+ | Pt Tl3+ + 2e- = Tl+ 1,252
Cr2O72-, H+,Cr3+ | Pt Cr2O72- + 14 H+ + 6e- = 2Cr3+ + 7H2O 1,333
Cl- |Cl2 (Pt) Cl2 + 2e- = 2Cl- 1,359
Au3+|Au Au3+ + 3e- = Au 1,497
MnO4- , H+, Mn2+|Pt MnO4- +8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O 1,507
Au+|Au Au+ + e- = Au 1,691
Pb4+, Pb2+|Pt Pb4+ + 2e- = Pb2+ 1,693
Co3+, Co2+|Pt Co3+ + e- = Co2+ 1,808
F- | F2 (Pt) F2 + 2e- = 2F- 2,865
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
IMPORTANT:
TOTS ELS POTENCIALS ES DONEN COM A POTENCIALS DE REDUCCIÓ. Si volem obtenir el potencial d’oxidació només hem de canviar-li el signe.
Com més gran (MÉS POSITIU) és el POTENCIAL DE REDUCCIÓ més tendència té l’espècie a REDUIR-SE, és a dir, guanyar electrons. OXIDA als altres és un agent OXIDANT. (oxigen, fluor...)
Com més petit (MÉS NEGATIU) és el POTENCIAL DE REDUCCIÓ més tendència té l’espècie a OXIDAR-SE, és a dir, perdre electrons. REDUEIX als altres, és un agent REDUCTOR. (liti, sodi...)
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
UNA REACCIÓ REDOX ÉS ESPONTÀNIA SI LA FORÇA ELECTROMOTRIU DE LA PILA QUE PUC CONSTRUIR AMB ELS PARELLS REDOX ÉS POSITIVA (+).
UNA REACCIÓ ESPONTÀNIA HAVIA DE TENIR UNA DGº < 0.
Per tant, hi ha d’haver una relació entre DGº i e. La relació és:
DGº = - n · F · eºDGº : Variació d’energia de Gibbs estàndard (J)n: nº de mols d’electrons transferits (un cop igualada la reacció).F: constant de Faraday (és la càrrega d’un mol d’electrons)
96.500 Coulombs
eº: fem de la pila (V)
PILES O CEL·LES GALVÀNIQUES
UNA REACCIÓ REDOX ÉS ESPONTÀNIA SI LA FORÇA ELECTROMOTRIU DE LA PILA QUE PUC CONSTRUIR AMB ELS PARELLS REDOX ÉS POSITIVA (+).
UNA REACCIÓ ESPONTÀNIA HAVIA DE TENIR UNA DGº < 0.
Per tant, hi ha d’haver una relació entre DGº i e. La relació és:
DGº = - n · F · eºDGº : Variació d’energia de Gibbs estàndard (J)n: nº de mols d’electrons transferits (un cop igualada la reacció).F: constant de Faraday (és la càrrega d’un mol d’electrons)
96.500 Coulombs
eº: fem de la pila (V)
PILES DE COMBUSTIBLE
http://quim.iqi.etsii.upm.es/didacticaquimica/audiovisuales/pila.html
Recommended